制造污水的奖励

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  当今,一个城市每天可以产生十几万吨乃至几十万吨污水,大自然原本强大的自我净化能力早已力不从心。污水处理已不是一个新行当,其过程一般为三道工序:首先在沉淀池分离出油脂及其他杂质;然后分解有机物,去除营养物等化合物;最后进一步过滤掉有机体和寄生虫等并经紫外线消毒达到规定的排放标准。这通常是一个只有投入没有产出的浩大工程,更令人头痛的是所谓达标仅是相对而言,达标废水还得仰仗城市附近有大江大湖进一步稀释净化,否则,生态环境还有可能受到影响。
  
  圣罗莎和克莱县污水发电的成功实践
  
  位于美国加利福尼亚州的圣罗莎,1993年因排污问题被有关部门勒令暂停城市扩建。该镇排出的污水影响了俄罗斯河的生态系统,那里是濒危的银鲑鳟鱼及虹鳟的产卵地。与其一山之隔的克莱县也收到了同样的勒令:停止向加利福尼亚最大的湖泊——明湖,排放废水。虽然这些城市污水已经处理并达到法定排放标准,但在相对静止的湖水中,高浓度废水中的有害营养物仍对水生生物构成威胁。
  与两座城市有水无处排正好相反,他们的邻居——卡尔平公司的两座地热电站正面临着严重的水荒。由于长期过度开采,地热蒸汽自然的恢复能力已远远低于消耗量,他们必须找到足够的水资源注入蒸汽田方能保持压力,维持正常生产。就近取用俄罗斯河河水虽然简单可行,但不是什么好主意,正像圣罗莎每年都要交巨额排污罚金一样,取水要付环保费,这不仅是不经济的,更与公司的环保理念相悖。同样,明湖的水当然也不是好“喝”的。
  水的忧思让三方坐到了一起。经过科学家的实验和技术专家的考察论证,得到的方案令三方皆大欢喜——将无法应付的城市污水送到急迫需要它的地方,即两个城镇的污水经处理后输送至各自附近的地热蒸汽田以恢复供汽压力。方案是简单的,在平面图上几笔就可以勾出,而工程是浩大复杂的。
  这是一个体现绿色环保理念的工程,管道的布线以不破坏地形地貌为要旨。从废水处理厂出发的管道穿越整个城市及近郊开阔地地下,即使到了美亚卡玛斯山区,为了不引人注意,也不惜大绕其弯。为此,仅爬升了900米的圣罗莎管线总长达到惊人的64公里。由于这里是加利福尼亚州的野生动物保护区,各方认为这些付出是值得的,经得起子孙后代的拷问。在层峦叠嶂的山顶绿色松涛中,隐蔽着足有数层楼高的深绿色水箱,两座城镇每天产生的近8W吨污水,经过比“明排”简单得多的处理,达标后通过水箱源源不断注入2400米深处的蓄水层,地下热岩将其变成超高温蒸汽,再经管道引至地面推动涡轮发电机组发电。而发电后的尾气经冷却变成尾水再次注入地下,循环利用。这样做不仅是为了节约水资源,也是为了降低热能及微量有害物质对环境的影响。
  目前卡尔平公司位于克莱县和圣罗莎的这两座电站,分别赢得世界上第一座和世界最大的利用污水发电地热电站的头衔,总计拥有200兆瓦,相当于一个中等规模火电厂的发电能力。这些电力除供应当地外,还被输送到110公里外的旧金山。可喜的是,地热田恢复了昔日的活力,蒸汽产量与日俱增,两座电站现已准备大规模扩建。为防止污水短缺,圣罗莎在2008年就与附近的温莎镇签署了一项为期30年的协议,允许该镇每天向圣罗莎的管道定量排放污水,不仅不收排污费,温莎镇的居民还享受到了与圣罗莎居民一样的待遇:每次刷碗洗衣)中马桶,只要产生污水,电力公司都将提供一定的用电补贴。真让人感到不可思议——人们通过制造污水在参与发电!事实却是如此。莱克县也不甘人后,一个将集污管道延伸至明湖地区以外便于收集来自拉克波特和其他地区污水的宏大计划已经形成。
  
  圣罗莎三方成功实践带来的启示
  
  城市污水也是水,应该有更好的出路。在我国,城市污水的治理日益受到重视。东北的大连市建成投产了全国最大的污水处理厂,日处理污水60万吨。这个记录不久即将被打破,设计日处理90万吨的沈阳污水处理厂已于2010年秋开工建设。可以想见,不久的将来,全国每天产生的经过无害化处理的城市废水将是一个天文数字。目前这些经过千辛万苦净化的“废水”一般都是一排了之,这无疑是巨大的资源浪费。我国一直都在进行工业及城市废水合理利用的课题研究。将废水处理成“中水”——介于自来水和废水之间可二次利用的水,可以用于工业生产(如冷却用水)和居民冲厕用水,这方面的技术是成熟的,实践中却难题诸多。试想一个城市若大规模实施“中水战略”,势必全城开挖严重扰民,经济上也可能得不偿失。而在新城区的规划建设时则可以在上水敷设的同时并联安装中水管线,较低的建设费用可以为各方承受,长久效益更是不可估量,特别是在缺水地区值得大力推广。对更多的已经建成的城市来说,我们应该向圣罗莎三方学习,创造性地思考问题解决问题,寻找到适合自己城市的最经济合理的方案及商业模式。如利用废水回灌技术换取地热(采暖或发电)、置换石油燃气、防止地面沉降、预防局部小型地震等,都可收到可观的经济和社会效益。城市污水就像是一只老虎,在高手的调教下老虎也可以拉车,而放虎归山不仅浪费资源,更是遗患无穷。
  开发利用地热能,是我国“十二五”期间的新能源战略组成部分。我国地处全球两条主要地热带上,地热资源十分丰富。地热资源的直接利用我国开展得很好,在78个直接利用地热的国家中我国名列前茅。这主要是用于居民采暖、农业干燥灌溉、工业加热及化工提炼和温泉疗养等。而在27个利用地热发电的国家中,中国仅排名第18位,装机容量只有24.18兆瓦,不足排名第一的美国的百分之一,是同为发展中国家的菲律宾的七十分之一、印尼的四十分之一。我国早在上世纪70年代就开展了地热发电应用,但这些电站在运行了或长或短一段时间后大部分关闭了。探其原因,主要存在两大致命因素:其一是地热电站的初期建设成本很高,电价难以降下来,有国家价格补贴的国家电网电价更便宜,地热发了电没人买账,长此以往,难以为继。另一原因是电站的设计和运行管理粗放落后,如西藏羊八井是一座采用地热蒸汽发电的高温地热电站,经济效益较高,已运行了30多年。但其第一台投入运行的机组因地下蒸汽耗尽现已退役,自1992年羊八井三期扩建工程完工后,我国没有再新上地热发电开发项目,其主要原因就是地热源的可持续性令人担忧,令投资者却步。发达国家的地热开采,基本都是循环式开采,即将用过的尾水冷却回灌。我国也曾在羊八井开展过工业废水回灌实验,最后因成本、政策等诸多原因不了了之。与同为可再生能源的太阳能、风能、水能相比,地热能是最稳定的,也是高效的,地热的储量远比人们估计的丰富。有人推测,如果将美国深层地热能的2%开采出来,就相当于2005年美国全国耗能的2000倍。我国深层地质构造与美国接近,地热能的储量同样丰富。解决好循环利用技术,我国的地热能可以说是用之不竭的,这确实需要全社会的关注支持。
  由圣罗莎和克莱县引发的有关城市废水及地热利用的话题,在环保理念深入人心和能源危机日益凸显的今天,,别有一番深意。期待着有一天,中国居民也能通过制造污水获得“奖励”。
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